단증류 실험 예비

목차

1. 실험 목적
2. 바탕 이론
3. 실험 기기
4. 실험 방법
5. 참고 문헌

본문내용

1. 실험 목적
- 단증류 실험 장치의 조작법을 이해하고 이 장치를 이용해 2성분계에서의 단증류 실험을 통해 시간에 따라 변화하는 유출액의 조성을 측정하고 회분조작으로서의 단증류의 원리를 이해한다. 그리고 실험의 결과와 Rayleigh식에 의해 계산한 계산값을 비교해본다.

2. 바탕 이론
(1) 증류 (Distillation)
- 증류는 액체 혼합물, 즉 액체가 액체에 녹아 있는 경우나 액체에 고체 용질이 균일하게 녹아 있는 경우의 혼합물을 이들의 끓는점 차이를 이용해 분리하는 방법이다. 증류를 이용하면 순수한 액체 물질을 얻을 수도 있고 액체 물질의 순도를 조절할 수도 있다. 이는 다양한 산업분야에 널리 이용되는 분리 방법으로써 화학조성을 변화시키지 않아 화학적 성질이 아닌 물리적인 성질을 이용하는 방법이다.
증류를 위해 사용되는 실험 장치는 다음 Fig 1. 과 같다. 이 실험 장치는 이번에 진행하는 실험 장치와 같으며, 원리는 다음과 같다. 먼저 둥근 바닥의 플라스크 안에 얻고자 하는 액체가 담긴 용액을 넣고, 알코올 램프를 이용해 가열한다. 액체가 가열되어 끓는점에 도달하면 기체로 기화되고, 플라스크 안의 기체가 점점 많아지면서 기화된 물질이 이동해 리비히 냉각기 속의 관을 지나가게 된다. 이 때 냉각기 안에는 계속해서 차갑게 흐르는 물을 넣어주어야 한다. 냉각기 속의 관에서는 가열되어 뜨거운 상태인 기체와 차갑게 흐르는 물이 유리관 벽을 사이에 두고 만나게 되고, 열 교환이 일어나 기체의 온도가 내려가 다시 액화가 일어나게 된다. 이렇게 액화된 액체가 관을 통과해 오른쪽의 삼각 플라스크 안으로 들어가게 된다.
이러한 증류 장치 실험에서 주의해야 할 사항은 리비히 냉각기에 물을 넣는 방향이다. 만약 위쪽에서 물을 넣어 아래 방향으로 흐르게 하면 물이 냉각기를 채우기도 전에 아래쪽으로 다 흘러내려가 버리게 되어 결과적으로 기체를 효과적으로 냉각시키지 못한다.

참고 자료

고용식, ‘단위조작', 신학 출판사, 2001, 50~70page
J.M Smith, '화학공학열역학 7판‘, Mcgraw Hill, 2010, 297~316page
안전보건공단 화학물질정보 MSDS - 에탄올
네이버 두산백과 - 증류, 라울의 법칙